基于动态定价策略的数据中心能耗成本优化

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1、第３６卷第３期计算机学报Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．３２０１３年３月ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＯＭＰＵＴＥＲＳＭａｒ．２０１３基于动态定价策略的数据中心能耗成本优化王巍罗军舟宋爱波（东南大学计算机科学与工程学院南京２１１１８９）摘要当前，云数据中心的能耗问题已成为业界关注的热点．已有研究工作大多致力于从技术角度降低数据中心的能耗，或在能耗与性能之间寻求一种最佳的折衷．云计算作为一种商业计算模式，已有研究成果很少考虑到云定价策略对能耗管理机制的影响．文中提出了基于动态定价策略的数据中心能耗成本优化方案．建立起服务价格和能耗成本的统一模型，通过研究两者之

2、间的关系．协同优化服务价格与能耗成本，使数据中心的收益达到最优．鉴于数据中心规模庞大、承载任务繁重等特点，论文采用基于重载近似的大规模排队系统来对数据中心建模，根据不同数据中心间的服务需求量和电价差别，设计了多数据中心间的负载路由机制，旨在削减数据中心的整体能耗成本．针对单个数据中心，定义了双阈值策略以动态调节服务器的各种状态（Ｏｎ／Ｏｆｆ／Ｉｄｌｅ等），从而使数据中心能耗成本得到进一步优化．实验结果表明，论文提出的解决方案能够在满足用户ＱｏＳ需求的前提下，较好地优化数据中心能耗成本，同时使数据中心的收益达到最优．关键词数据中心；能耗；定价策略；排

3、队系统；绿色计算中图法分类号ＴＰ３９３犇犗犐号１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１０１６．２０１３．００５９９犇狔狀犪犿犻犮犘狉犻犮犻狀犵犅犪狊犲犱犈狀犲狉犵狔犆狅狊狋犗狆狋犻犿犻狕犪狋犻狅狀犻狀犇犪狋犪犆犲狀狋犲狉犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋狊ＷＡＮＧＷｅｉＬＵＯＪｕｎＺｈｏｕＳＯＮＧＡｉＢｏ（犛犮犺狅狅犾狅犳犆狅犿狆狌狋犲狉犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵，犛狅狌狋犺犲犪狊狋犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犖犪狀犼犻狀犵２１１１８９）犃犫狊狋狉犪犮狋Ｍｉｎｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔ

4、ｓｔｕｄｙａｒｅａｓｉｎｇｒｅｅｎｄａｔａｃｅｎｔｅｒ．Ｉｎｔｈｅｐａｓｔ，ｍｏｓｔｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｅｌｉｔｅｒａｔｕｒｅａｒｅｔｏｍｉｎｉｍｉｚｅｔｈｅｔｏｔａｌｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｒｆｉｎｄａｔｒａｄｅｏｆｆｂｅｔｗｅｅｎｅｎｅｒｇｙａｎｄｐｅｒｆｏｒｍ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｅｘｉｓｔｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｐｏｗｅｒｍａｎａｇｅｍｅｎｔｗｉｔｈｌｉｔｔｌｅｒｅｇａｒｄｔｏｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｐｒｉｃｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｗｅｐｒｏｐｏｓｅａｄ

5、ａｔａｃｅｎｔｅｒｅｎｅｒｇｙｃｏｓｔｓｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｂａｓｅｄｏｎａｄｙｎａｍｉｃｐｒｉｃｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙ．Ｂｙｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｗｏｏｆｔｈｅｍ，ｗｅｅｓｔａｂｌｉｓｈａｕｎｉｆｉｅｄｍｏｄｅｌｆｏｒｔｈｅｐｒｉｃｉｎｇａｎｄｅｎｅｒｇｙｃｏｓｔｓａｎｄａｃｈｉｅｖｅｔｏｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｂｅｎｅｆｉｔｓｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｄａｔａｃｅｎｔｅｒｓ．Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｆａｃｔｔｈａｔｔｈｅｄａｔａｃｅｎｔｅｒｉｓｌａｒｇｅｓｉｚｅａｎｄｔａｋｅｓｈｅａｖｙｔｒａｆ

6、ｆｉｃ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｍｏｄｅｌｓｔｈｅｄａｔａｃｅｎｔｅｒａｓａｈｅａｖｙｔｒａｆｆｉｃａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌａｒｇｅｓｃａｌｅｑｕｅｕｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｓｅｒｖｉｃｅｄｅｍａｎｄｓａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｐｒｉｃｅｓ，ｗｅｄｅｓｉｇｎａｌｏａｄｒｏｕｔｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｂｅｔｗｅｅｎｍｕｌｔｉｐｌｅｄａｔａｃｅｎｔｅｒｓｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｄａｔａｃｅｎｔｅｒｅｎｅｒｇｙｃｏｓｔｓ．Ｆｏｒａｓｉｎｇｌｅｄａｔａｃｅｎｔｅｒ，ａｄｕａｌｔｈｒｅｓｈｏｌｄｓ

7、ｔｒａｔｅｇｙｉｓｄｅｆｉｎｅｄｔｏｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙａｄｊｕｓｔｔｈｅｖａｒｉｏｕｓｓｔａｔｅｓｏｆａｓｉｎｇｌｅｓｅｒｖｅｒ（Ｏｎ／Ｏｆｆ／Ｉｄｌｅ，ｅｔｃ．），ｓｏｔｈａｔｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｅｎｅｒｇｙｃｏｓｔｓｏｆｔｈｅｄａｔａｃｅｎｔｅｒｓ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｓｏｌｕｔｉｏｎｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｒｅａｂｌｅｔｏｍｅｅｔｔｈｅｕｓｅｒｓ’ＱｏＳｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｕｎｄｅｒｔｈｅｐｒｅｍｉｓｅｏｆｂｅｔｔｅｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｄａｔａｃｅｎｔｅｒｅｎｅｒｇｙｃｏ

8、ｓｔｓ，ｗｈｉｌｅｍａｋｉｎｇｔｈｅｄａｔａｃｅｎｔｅｒｔｏａｃｈｉｅｖｅｏｐｔｉｍａｌｂｅｎｅｆｉｔｓ．犓犲狔狑狅狉犱狊